JP2008066230A - 燃料電池用触媒電極、それを用いた、膜・電極接合体、及び燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料電池用触媒電極8の触媒層9は、白金族触媒を担持したマリモ状カーボン10が積層されて構成され、マリモ状カーボン10のナノ炭素材料7は、ダイヤモンド微粒子6を核として球状に成長し、ナノ炭素材料7間の空隙7aは触媒層9の電極反応速度を最大とする最適な触媒担体間の空隙を有しており、且つ、ナノ炭素材料7に担持した白金族触媒5のサイズはナノサイズであり、触媒反応速度が大きい。
【選択図】図2
Description
アノード側のセパレータ61には反応ガス流路61aが設けられており水素ガスを供給する。他方、カソード側のセパレータ65には反応ガス流路65aが設けられており酸素ガスを供給する。水素ガスはアノード側触媒層62bの白金族触媒の触媒作用により水素イオンと電子に分解し(アノード電極反応)、水素イオンは固体高分子電解質膜63を伝導して、また、電子は負荷回路を含む外部電気回路を伝導してカソード側触媒層64bに到る。カソード側電極触媒層64bの白金族触媒の触媒作用により酸素と水素イオンと電子とが反応して水を生じ(カソード電極反応)、この際、アノード側触媒電極62とカソード側の触媒電極64間に流れる電子流によって電力が生成される。
CH3OH=2H2+CO-90kJ/mol (1)
CO+H2O=H2+CO2+40kJ/mol (2)
すなわち、改質装置でメタノールを水素と一酸化炭素(CO)に分解すると共に、生成したCOを水蒸気と反応させて、水素ガスと二酸化炭素(CO2)からなる改質ガスを生成し、この改質ガスをアノードに燃料ガスとして供給する。
また、触媒層が、触媒担体と触媒担体の表面に担持された触媒とからなる構成である場合には、ガス拡散能力及び触媒表面積の大きさの観点から、比表面積が大きい触媒担体を用いることが好ましい。
また、白金族元素の埋蔵量は限られており、燃料電池を低コストで供給するためには、白金族触媒の使用量の低減が必要不可欠である。白金族触媒の単位量あたりの触媒反応速度は担持された白金族触媒の粒径に依存し、その最適のサイズはナノメーター(nm)オーダー、すなわち、クラスターサイズである(特許文献1参照)ことが知られており、白金族触媒の使用量の低減には、白金族触媒の粒径を小さくすること、好ましくはナノメーターオーダーにすることが必要である。
しかしながら、カーボン粒子の形状は球であるため、粒径を小さくすると、積層されたカーボン粒子間の空隙が急激に小さくなり、十分な量のガスが拡散できなくなる。十分な量のガスが拡散できるためには、カーボン粒子の粒径が一定値以上である必要があり、このため、ガスに接触する白金族触媒の表面積の増大には限界があり、この構成の触媒層の更なる電極反応速度の向上は困難である。
また、白金族触媒の使用量の低減には、白金族触媒の単位量あたりの触媒反応速度を高めること、すなわち、白金族触媒の粒径を小さくすること、好ましくはナノメーターオーダーにすることが必要である。ところが、カーボン担体に白金族触媒を担持した場合の白金族触媒の粒径は、カーボン担体の曲率に反比例する、すなわち、カーボン担体がカーボン粒子である場合にはその粒径に比例する。従って、白金族触媒の粒径を小さくするためには粒径の小さなカーボン粒子上に担持する必要があるが、上記のように、ガス拡散能力の点から一定値以上の粒径のカーボン粒子を用いる必要があり、このため、白金族触媒の粒径を小さくできず、白金族触媒の使用量の低減ができない。
すなわち、カーボン粒子を用いる燃料電池の触媒層では、更なる発電能力の向上、及び、白金族触媒の使用量を低減することが困難ある。
しかしながら一般に、アーク放電法や化学気相成長法でカーボンナノチューブを合成すると、種々の曲率半径で種々の方向に曲がりくねった様々な形状のカーボンナノチューブが無秩序に配列・積層したカーボンナノチューブ粉末として合成されるので、これらのカーボンナノチューブを積層して構成した触媒層は、触媒担体間の空隙が大きすぎ、触媒表面積が小さくなり、触媒層の電極反応速度が触媒反応速度によって律速されて、発電能力が低下する。
また、カーボンナノチューブを触媒担体とする触媒層は、一般に、カーボンナノチューブ粉末を溶媒中に所定の濃度で均一に分散させて触媒ペーストとし、この触媒ペーストを電極基材に塗布し、この塗布した触媒ペーストの溶媒を蒸発させることにより、電極基材上にカーボンナノチューブを積層させて形成する。
しかしながら、略直線とみなせる程度に微小なカーボンナノチューブの粉末を使用する場合、カーボンナノチューブが極めて微細であるため、溶媒を蒸発する際に、均一に分散していたカーボンナノチューブが互いのファンデルワールス力によって凝集しやすく、その結果、積層されたカーボンナノチューブ間の空隙が小さくなり拡散能力が低下し、触媒層の電極反応速度がガス拡散能力によって律速されて、発電能力が低下する。
すなわち、カーボンナノチューブ粉末を触媒担体とする従来の燃料電池用触媒層は、カーボンナノチューブ間の空隙を、触媒層の電極反応速度が最大となる空隙にすることが困難であるために、燃料電池の発電能力を向上できないという課題がある。
また、ナノ炭素材料はナノサイズの細長い形状を有するので、ナノ炭素材料に担持された白金族触媒のサイズもナノサイズとなり、白金族触媒の単位量あたりの触媒反応速度が大きくなり、従って、白金族触媒の使用量を低減できる。
また、上記のナノ炭素複合材料であるマリモ状カーボンは、遷移金属微粒子を担持したダイヤモンド微粒子を、炭化水素ガス中で浮遊且つ攪拌すると共に加熱して合成すれば好ましい。
この構成の燃料電池用膜・電極接合体を、アノード側電極、カソード側電極、又はその両方に用いることによって、発電能力が向上した、且つ、白金族触媒の使用量を低減した燃料電池を実現できる。
初めに、本発明の燃料電池用触媒電極を説明する。
図1は、本発明の燃料電池用触媒電極の構成を示す図であり、(a)図は燃料電池用触媒電極の模式断面図であり、(b)図は白金族触媒を担体したナノ炭素複合材料を模式的に示す図である。
(a)図に示すように、本発明の燃料電池用触媒電極1は、電極基材2と電極基材2の表面に積層した触媒層3とからなる。触媒層3は、白金族触媒を担持したナノ炭素複合材料4が積層されて構成される。電極基材2は、ガス拡散性と、電子導電性と、機械的強度とを有する部材であればよく、例えば、カーボンペーパーあるいはカーボンクロスである。
(b)図に示すように、白金族触媒5を担持したナノ炭素複合材料4は、ダイヤモンド微粒子6から複数のナノ炭素材料7が一端を固定されて成長した構成であり、各ナノ炭素材料7の表面には白金族触媒5が担持されている。ナノ炭素材料7の種類は、カーボンナノチューブ、カーボンナノフィラメント、カーボンナノファイバー、又は、カーボンナノコイルのいずれでもよく、また、その組み合わせでもよい。下記に説明するようにナノ炭素複合材料4を合成する際の触媒の種類によって選択できる。尚、図では表示を省略しているが、ナノ炭素複合材料4を互いに結合しておくための少量のバインダーが存在していてもよい。
(a)図に示すように、本発明の燃料電池用触媒電極8は、電極基材2と電極基材2の表面に積層した触媒層9とからなる。触媒層9は、白金族触媒を担持したマリモ状カーボン10が積層されて構成される。尚、マリモ状カーボンとはナノ炭素複合材料の一種類であり、多数のナノ炭素材料がダイヤモンド微粒子を核として球状に成長しており、植物の毬藻と類似した構造を有していることからこのように呼ぶ(特許文献4参照)。電極基材2は、ガス拡散性と、電子導電性と、機械的強度とを有する部材であればよく、例えば、カーボンペーパーあるいはカーボンクロスである。
(b)図に示すように、白金族触媒5を担持したマリモ状カーボン10は、複数のナノ炭素材料7がダイヤモンド微粒子6を核として球状に成長した構成であり、各ナノ炭素材料7の表面には白金族触媒5が担持されている。ナノ炭素材料7の種類は、カーボンナノチューブ、カーボンナノフィラメント、カーボンナノファイバー、又は、カーボンナノコイルのいずれでもよく、また、その組み合わせでもよい。下記に説明するようにマリモ状カーボンを合成する際の触媒の種類によって選択できる。尚、図では表示を省略しているが、マリモ状カーボン10を互いに結合しておくための少量のバインダーが存在していてもよい。
ナノ炭素複合材料4の複数のナノ炭素材料7は、ナノ炭素複合材料4を合成する際に、その一端がダイヤモンド微粒子6に固定されて合成されるので、触媒層3のナノ炭素材料7間の空隙7aは、ナノ炭素複合材料4を合成する際の合成条件によって選択できる。すなわち、下記に説明するように、ダイヤモンド微粒子の径、及びナノ炭素材料を合成するための遷移金属触媒微粒子の径を選択して合成することにより、所望の空隙7aを実現できる。また、ナノ炭素材料間の空隙7aは、触媒層3を形成するための工程によって変化することが無い、例えば、ナノ炭素複合材料4を溶媒に分散し、溶媒を蒸発してナノ炭素複合材料4を積層する触媒層の形成工程においても、ナノ炭素材料7がダイヤモンド微粒子6によってその一端を固定、すなわち、束ねられているので、ナノ炭素材料7間のファンデルワールス力によってナノ炭素材料7が互いに凝集することが無く、空隙7aは変化しない。従って、本発明の燃料電池用触媒電極は、ナノ炭素材料間の空隙を触媒層の電極反応速度が最大となる空隙にすることができ、発電能力を向上できる。
また、ナノ炭素材料7は細長いナノサイズの形状を有するので、比表面積が極めて大きく、ナノ炭素材料7に担持した白金族触媒5の表面積が極めて大きくなり、発電能力を向上できる。
また、ナノ炭素材料7に担持された白金族触媒5のサイズもナノサイズとなり、白金族触媒の単位量あたりの触媒反応速度が大きくなり、白金族触媒の使用量を低減できる。
従って、ナノ炭素複合材料を白金族触媒層の触媒担体とした本発明の燃料電池用触媒電極は、発電能力が向上でき、且つ、白金族触媒の使用量を低減できる。
図3は、本発明の燃料電池用膜・電極接合体の構成を示す模式断面図である。尚、図においては、触媒層のナノ炭素複合材料が図2に示したマリモ状カーボンである場合を示しているが、図1に示したナノ炭素複合材料についても同様である。
(a)図に示すように、本発明の燃料電池用膜・電極接合体21は、図2に示した本発明の燃料電池用触媒電極8と、燃料電池用触媒電極8に接合した水素イオン伝導性固体電解質膜22とからなる。水素イオン伝導性固体電解質膜22は例えば、ナフィオン膜(デュポン社製、登録商標)であれば好ましい。燃料電池用膜・電極接合体21はアノード側のみに用いてもよく、また、カソード側のみに用いてもよく、また、(b)図に示すように、水素イオン伝導性固体電解質膜22の両面にそれぞれ、触媒層9を接合し、それぞれの触媒層9にそれぞれ、電極基材2を接合し、アノード側及びカソード側の両方に用いる構成の燃料電池用膜・電極接合体23であってもよい。
図4は、本発明の燃料電池の単セルの構成を示す模式断面図であり、(a)図は本発明の燃料電池用触媒電極8をアノード側に用いた本発明の燃料電池の単セル31、(b)図は本発明の燃料電池用触媒電極8をカソード側に用いた本発明の燃料電池の単セル32、及び、(c)図は本発明の燃料電池用触媒電極8をアノード側及びカソード側に用いた本発明の燃料電池の単セル33を示す。
本発明の燃料電池の単セル31、32、及び33は、図7に示した従来技術の燃料電池と比べて、燃料電池用触媒電極に、図1、又は2に示した本発明の燃料電池用触媒電極を用いることのみ異なり、他の構成は同じであるので、説明を省略する。
この構成によれば、発電能力が向上し、且つ、白金族触媒の使用量を低減した燃料電池が実現できる。
はじめに、ナノ炭素複合材料を以下の方法で合成する(特許文献5参照)。
核にするダイヤモンド微粒子は、工業的に研磨用として市販されているものが使用でき、粒径が1μm以下が好ましい。市販のダイヤモンド微粒子の表面は不均一に酸化されているので、ダイヤモンド微粒子を酸化雰囲気中で加熱して表面を均一化してから用いることが好ましい。
次に、ダイヤモンド微粒子にナノ炭素材料成長用の遷移金属触媒微粒子を担持して、ダイヤモンド触媒微粒子を作製する。例えば、遷移金属塩の水溶液にダイヤモンド微粒子を浸漬して一昼夜放置し、過剰な水を蒸発させ、乾燥後400〜500℃の空気中で焼成し、金属塩の分解と酸化を起こして金属塩を酸化物に転換し、還元雰囲気中で還元すれば、ダイヤモンド触媒微粒子を作製できる(特許文献5参照)。この際、ダイヤモンド微粒子の径と遷移金属塩の濃度等を選択することによって、遷移金属触媒微粒子の径、及び、遷移金属触媒微粒子間の間隔を選択できる。または、ダイヤモンド微粒子に遷移金属薄膜を蒸着し、還元雰囲気中で加熱して、遷移金属の液体微粒子をダイヤモンド微粒子上に島状に分布させて、遷移金属触媒微粒子を担持してもよく、その際、ダイヤモンド微粒子の径と遷移金属薄膜の膜厚を選択することによって、遷移金属触媒微粒子の径、及び、遷移金属触媒微粒子間の間隔を選択できる。ダイヤモンド微粒子に担持する遷移金属触媒微粒子の径、及び、遷移金属触媒微粒子間の間隔を選択することによって、ナノ炭素複合材料のナノ炭素材料間の空隙を選択できる。また、遷移金属触媒の種類を選択することによって、ナノ炭素材料の種類を選択できる。例えば、Ni、又はCoを選択すれば、ナノ炭素材料はカーボンナノチューブになり、Pdを選択すれば、ナノ炭素材料はカーボンナノグラファイト(カーボンナノファイバーの一種)になる(特許文献1参照)。
一方、ダイヤモンド微粒子を核として三次元方向に均一にナノ炭素材料が成長した球状のナノ炭素複合材料であるマリモ状カーボンは以下のようにして合成できる。
図5は、マリモ状カーボンを製造するための流動気相合成装置の構成を示す図である。
図において、流動気相合成製造装置41は、ダイヤモンド触媒微粒子42を包含する、垂直に配設された反応槽43と、反応槽43の下部及び上部にそれぞれ設けられた炭化水素からなるガス44を導入する導入口45と、ガス45を排出する排出口46と、反応層43を取り囲んで配設される加熱装置47と、ダイヤモンド触媒微粒子42は通過させず、ガス42は通過させるフィルター48とから構成されている。また、炭化水素からなるガス44に、反応補助ガスや希釈ガス49を混合するための混合装置50を有している。
流動気相合成装置41を用いて、マリモ状カーボンを以下のように合成する(特許文献4参照)。すなわち、ダイヤモンド触媒微粒子42を、フィルター48上に配置する。炭化水素からなるガス44を導入口45から所定の流量で導入すると共に、排出口46から排出する。ガス46の所定の流量は、ダイヤモンド触媒微粒子42が反応槽43中で浮遊し且つ撹拌される状態となる流量であり、反応槽43が溶融石英製であれば肉眼でその状態を確認することにより流量を設定する。例えば、ダイヤモンド触媒微粒子42が、反応槽43中で浮遊し且つ撹拌されることにより、排出口46より飛び出さない程度の流量であれば好ましい。
この方法によれば、ダイヤモンド触媒微粒子42が反応槽43中で浮遊し且つ撹拌されるので、ダイヤモンド触媒微粒子の全表面に亘って触媒反応が均等に起こり、その結果、ダイヤモンド微粒子を核として多数のナノ炭素材料が球状に成長したマリモ状カーボンが合成できる。また、所定の温度で浮遊させ且つ撹拌させる時間に比例してナノ炭素材料の長さが長くなり、生成するマリモ状カーボンの径が大きくなるので、所定の温度で浮遊させ且つ撹拌させる時間を選択することにより、所望の径のマリモ状カーボンを合成できる。
本発明の燃料電池用膜・電極接合体は、図1、又は2に示した本発明の燃料電池用触媒電極と水素イオン伝導性高分子電解質膜とを重ねあわせ、熱プレスして接合し、製造する。
また、図3(b)に示したように、本発明の燃料電池用触媒電極をアノード側触媒電極及びカソード側触媒電極として用いる場合には、水素イオン伝導性固体電解質膜の両面にそれぞれ、本発明の燃料電池用触媒電極の触媒層面を重ねあわせ、熱プレスして接合し、製造する。
図4(a)に示したように、本発明の燃料電池用触媒電極をアノード側触媒電極として用いる場合は、本発明の燃料電池用膜・電極接合体の水素イオン伝導性高分子電解質膜側に従来のカソード側触媒電極を接合し、この接合体の上下面にセパレータを接合して単セルとし、この単セルを複数、直列に接合して本発明の燃料電池を製造する。
また、図4(b)に示したように、本発明の燃料電池用触媒電極をカソード側触媒電極として用いる場合は、本発明の燃料電池用膜・電極接合体の水素イオン伝導性高分子電解質膜に従来構成のアノード側触媒電極を接合し、この接合体の上下面にセパレータを接合して単セルとし、この単セルを複数、直列に接合して本発明の燃料電池を製造する。
また、図4(c)に示したように、本発明の燃料電池用触媒電極をアノード側触媒電極及びカソード側触媒電極として用いる場合は、本発明の燃料電池用膜・電極接合体の上下面にそれぞれ、セパレータを接合して単セルとし、この単セルを複数、直列に接合して本発明の燃料電池を製造する。
粒径15〜100nmのダイヤモンド微粒子にNiを5wt%担持して、ダイヤモンド触媒微粒子を作製し、このダイヤモンド触媒微粒子を固定床流通式合成装置に配置し、合成温度600℃、メタンガス流量20ml/分、合成時間60分で合成し、ナノ炭素材料がカーボンナノチューブからなるナノ炭素複合材料を得た。
次に、このナノ炭素複合材料に5wt%の白金触媒を含浸法により担持した。
次に、この白金触媒を担持したナノ炭素複合材料4.8g、市販の水素イオン伝導性高分子電解質21wt%ナフィオン溶液(登録商標)11.4g、水6.4g、及び、イソプロパノール10.0gとからなる混合溶媒中で超音波ホモジナイザーを使用して30分間攪拌して触媒ペーストを調製した。この触媒ペーストを触媒ペーストAとする。
また、従来技術による触媒ペーストを次のようにして作製した。すなわち、粒径約10nmのカーボンブラック微粒子に白金触媒を30wt%担持した市販の白金担持カーボン触媒2.0g、市販の水素イオン伝導性高分子電解質21wt%溶液ナフィオン溶液(登録商標)5.0g、水11.0g、及び、イソプロパノール16.0gとからなる混合溶媒中で超音波ホモジナイザーを使用して30分間攪拌して触媒ペーストを調製した。この触媒ペーストを触媒ペーストBとする。
次に、調整した触媒ペーストAをカーボンペーパー(E―Tek社製)上へ厚さ3μmで塗布して焼成し、本発明の燃料電池用触媒電極を作製した。この燃料電池用触媒電極を触媒電極Aとする。また、調整した触媒ペーストBをカーボンペーパー(E―Tek社製)上へ厚さ3μmで塗布して焼成し、従来技術の比較用燃料電池用触媒電極を作製した。この燃料電池用触媒電極を触媒電極Bとする。
次に、触媒電極A、及び、触媒電極Bを同一の面積に切断し、これらの触媒電極をそれぞれ、水素イオン伝導性高分子電解質膜(デュポン社製ナフィオン膜、登録商標)に接合し、燃料電池用膜・電極接合体を作製した。接合には熱プレスを用いて、140℃、50kg/cm2、5分の条件で行った。触媒電極Aを用いた燃料電池用膜・電極接合体を膜・電極接合体A、触媒電極Bを用いた燃料電池用膜・電極接合体を膜・電極接合体Bとする。
次に、膜・電極接合体Aの固体電解質膜側に触媒電極Bを接合し、この接合体の上下面にセパレータを接合し、本発明の燃料電池用触媒電極Aをアノード側に用い、カソード側には従来技術の触媒電極Bを用いた構成の燃料電池を作成した。この燃料電池を燃料電池Aとする。
膜・電極接合体Bの固体電解質膜側に触媒電極Aを接合し、本発明の燃料電池用触媒電極Aをカソード側に用い、アノード側には従来技術の触媒電極Bを用いたことのみ実施例1と異なる構成の燃料電池を作成した。この燃料電池を燃料電池Bとする。
膜・電極接合体Aの固体電解質膜側に触媒電極Aを接合し、本発明の燃料電池用触媒電極Aをアノード側及びカソード側の両方に用いたことのみ実施例1と異なる構成の燃料電池を作成した。この燃料電池を燃料電池Cとする。
図から、本発明の燃料電池用触媒電極Aをアノード側及びカソード側の両方に用いた燃料電池Cは、600mA/cm2の発電電流密度を有することがわかり、また、燃料電池の発電電流密度は、アノード側、又はカソード側のいずれか小さい方の発電電流密度によって制限されるので、本発明のアノード側燃料電池用触媒電極A、及び、本発明のカソード側燃料電池用触媒電極Aはそれぞれ、少なくとも600mA/cm2の発電電流密度を有することがわかる。
また、図から、本発明の燃料電池用触媒電極Aをアノード側及び従来技術の触媒電極Bをカソード側に用いた燃料電池Aの発電電流密度は、燃料電池Cの発電電流密度よりも低いことがわかり、従って、燃料電池Aの発電電流密度は従来技術のカソード側触媒電極Bの発電電流密度によって制限されており、その大きさは320mA/cm2であることがわかる。
また、図から、本発明の燃料電池用触媒電極Aをカソード側及び従来技術の触媒電極Bをアノード側に用いた燃料電池Bの発電電流密度は、燃料電池Cの発電電流密度よりも低いことがわかり、従って、燃料電池Bの発電電流密度は従来技術のアノード側触媒電極Bの発電電流密度によって制限されており、その大きさは320mA/cm2であることがわかる。
このように、本発明の燃料電池用触媒電極は、アノード側及びカソード側とも、カーボン微粒子を用いる従来技術の燃料電池用触媒電極に比べて、白金使用量が少ないにもかかわらず、約2倍の発電能力を有することがわかる。この結果は、本発明の燃料電池用触媒電極の触媒層を構成するナノ炭素複合材料間の空隙が触媒層の電極反応速度を最大とする空隙に近いこと、また、径の小さいカーボンナノチューブを触媒担体としているので、触媒表面積が大きく、且つ白金触媒単位量あたりの電極反応速度が大きいためと考えられる。
また、ダイヤモンド微粒子と、このダイヤモンド微粒子に一端が固定された複数のナノ炭素材料とからなるナノ炭素複合材料は、再現性よく、且つ、大量に製造できるので、低コストで本発明の燃料電池を供給できる。
2 電極基材
3 触媒層
4 白金族触媒を担持したナノ炭素複合材料
5 白金族触媒
6 ダイヤモンド微粒子
7 ナノ炭素材料
7a ナノ炭素材料間の空隙
8 本発明の他の構成の燃料電池用触媒電極
9 本発明の他の構成の触媒層
10 マリモ状カーボン
21 本発明の燃料電池用膜・電極接合体
22 水素イオン伝導性固体電解質膜
23 燃料電池用膜・電極接合体
31 本発明の燃料電池
32 本発明の燃料電池
33 本発明の燃料電池
41 流動気相合成装置
42 ダイヤモンド触媒微粒子
43 反応槽
44 炭化水素ガス
45 導入口
46 排出口
47 加熱装置
48 フィルター
49 反応補助ガスや希釈ガス
50 混合装置
60 単セル
61 アノード側セパレータ
61a
62 アノード側触媒電極
62a 電極基材
62b 触媒層
63 水素イオン伝導性固体電解質膜
64 カソード側触媒電極
64a 電極基材
64b 触媒層
65 カソード側セパレータ
65a 反応ガス流路
Claims (7)
- 電極基材と電極基材面に積層した白金族触媒層とからなる燃料電池用触媒電極において、白金族触媒層を構成する触媒担体に、ダイヤモンド微粒子と、このダイヤモンド微粒子に一端が固定された複数のナノ炭素材料とからなるナノ炭素複合材料を用いることを特徴とする、燃料電池用触媒電極。
- 前記ナノ炭素複合材料のナノ炭素材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノフィラメント、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイルのいずれか、又は、それらの組み合わせであることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用触媒電極。
- 前記ナノ炭素複合材料は、複数のナノ炭素材料がダイヤモンド微粒子を核として球状に固定されたマリモ状カーボンであることを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池用触媒電極。
- 前記ナノ炭素複合材料は、遷移金属微粒子を担持したダイヤモンド微粒子を、炭化水素ガス中で加熱して合成することを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池用触媒電極。
- 前記ナノ炭素複合材料は、遷移金属微粒子を担持したダイヤモンド微粒子を、炭化水素ガス中で浮遊且つ攪拌すると共に加熱して合成することを特徴とする、請求項3に記載の燃料電池用触媒電極。
- 請求項1〜5の何れかに記載の燃料電池用触媒電極と水素イオン伝導性固体高分子電解質膜とからなることを特徴とする、燃料電池用膜・電極接合体。
- 請求項1〜5の何れかに記載の燃料電池用触媒電極を用いたことを特徴とする、燃料電池。
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